(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子対から入力される直流入力電圧に対して電圧変換を行うことにより直流出力電圧を生成し、出力端子対から出力するスイッチング電源装置であって、
前記入力端子対側に配置された１次側巻線と、前記出力端子対側において互いに直列接続されて配置された第１および第２の２次側巻線とを有するトランスと、
前記入力端子対と前記１次側巻線との間に配置されると共に、スイッチング素子を含んで構成されたインバータ回路と、
前記出力端子対と前記第１および第２の２次側巻線との間に配置されると共に、第１および第２の整流素子と、第１ないし第３のチョークコイルと、前記出力端子対間に配置された容量素子とを含んで構成された整流平滑回路と
を備え、
前記トランスは、
互いに対向する２つの基体部と、前記２つの基体部の対向面に沿った面内で互いに交差する第１および第２の対角線上にそれぞれ配置された第１および第２の脚部対を含み前記２つの基体部同士を連結する４つの脚部と、を有する磁芯と、
前記４つの脚部が個別に貫通する貫通孔を有すると共に前記４つの脚部を巻回する、前記１次側巻線としての第１の導電部材と、
前記４つの脚部が個別に貫通する貫通孔を有すると共に前記４つの脚部を巻回する、前記第１および第２の２次側巻線としての第２の導電部材と
を有し、
前記第１の整流素子は、前記第１の２次側巻線の一端と前記第２のチョークコイルの一端との接続点である第１の接続点と前記容量素子の一端との間に配置され、
前記第２の整流素子は、前記第２の２次側巻線の一端と前記第３のチョークコイルの一端との接続点である第２の接続点と前記容量素子の前記一端との間に配置され、
前記第１の２次側巻線の他端と前記第２の２次側巻線の他端との接続点である第３の接続点は、前記第１のチョークコイルの一端に接続され、
前記第１ないし第３のチョークコイルの他端同士の接続点である第４の接続点は、前記容量素子の他端に接続されている
ことを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項２】
前記１次側巻線を流れる電流によって、前記４つの脚部から前記２つの基体部にかけての磁芯内部に閉磁路が形成され、
前記第１の脚部対の内部に生ずる磁束がともに第１の方向を向くと共に、前記第２の脚部対の内部に生ずる磁束の向きがともに前記第１の方向とは逆の第２の方向を向くように、前記１次側巻線が巻回されている
ことを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項３】
前記１次側巻線を流れる電流によって、前記４つの脚部から前記２つの基体部にかけての磁芯内部に、前記４つの脚部のうち互いに隣り合った２つの脚部と前記２つの基体部とを通って還流する閉磁路が４つ形成されるように、前記１次側巻線が巻回されている
ことを特徴とする請求項１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項４】
入力端子対から入力される直流入力電圧に対して電圧変換を行うことにより直流出力電圧を生成し、出力端子対から出力するスイッチング電源装置であって、
前記入力端子対側に配置された１次側巻線と、前記出力端子対側において互いに直列接続されて配置された第１および第２の２次側巻線とを有するトランスと、
前記入力端子対と前記１次側巻線との間に配置されると共に、スイッチング素子を含んで構成されたインバータ回路と、
前記出力端子対と前記第１および第２の２次側巻線との間に配置されると共に、第１および第２の整流素子と、第１ないし第３のチョークコイルと、前記出力端子対間に配置された容量素子とを含んで構成された整流平滑回路と
を備え、
前記トランスは、
互いに対向する２つの基体部と、前記２つの基体部の対向面に沿った面内で互いに交差する第１および第２の対角線上にそれぞれ配置された第１および第２の脚部対を含み前記２つの基体部同士を連結する４つの脚部と、を有する磁芯と、
前記４つの脚部が個別に貫通する貫通孔を有すると共に前記４つの脚部を巻回する、前記１次側巻線としての第１の導電部材と、
前記４つの脚部が個別に貫通する貫通孔を有すると共に前記４つの脚部を巻回する、前記第１の２次側巻線としての第２の導電部材と、
前記４つの脚部が個別に貫通する貫通孔を有すると共に前記４つの脚部を巻回する、前記第２の２次側巻線としての第３の導電部材と
を有し、
前記第１の整流素子は、前記第１の２次側巻線の一端と前記第２のチョークコイルの一端との接続点である第１の接続点と前記容量素子の一端との間に配置され、
前記第２の整流素子は、前記第２の２次側巻線の一端と前記第３のチョークコイルの一端との接続点である第２の接続点と前記容量素子の前記一端との間に配置され、
前記第１の２次側巻線の他端と前記第２の２次側巻線の他端との接続点である第３の接続点は、前記第１のチョークコイルの一端に接続され、
前記第１ないし第３のチョークコイルの他端同士の接続点である第４の接続点は、前記容量素子の他端に接続されている
ことを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項５】
前記１次側巻線を流れる電流によって、前記４つの脚部から前記２つの基体部にかけての磁芯内部に閉磁路が形成され、
前記第１の脚部対の内部に生ずる磁束がともに第１の方向を向くと共に、前記第２の脚部対の内部に生ずる磁束の向きがともに前記第１の方向とは逆の第２の方向を向くように、前記１次側巻線が巻回されている
ことを特徴とする請求項４に記載のスイッチング電源装置。
【請求項６】
前記１次側巻線を流れる電流によって、前記４つの脚部から前記２つの基体部にかけての磁芯内部に、前記４つの脚部のうち互いに隣り合った２つの脚部と前記２つの基体部とを通って還流する閉磁路が４つ形成されるように、前記１次側巻線が巻回されている
ことを特徴とする請求項４に記載のスイッチング電源装置。
【請求項７】
前記第１ないし第３のチョークコイルのインダクタンスをそれぞれ、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３としたとき、Ｌ１＜Ｌ２＝Ｌ３を満たす
ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項８】
前記第１の整流素子は、カソードが前記第１の接続点に接続されると共に、アノードが前記容量素子の前記一端に接続され、
前記第２の整流素子は、カソードが前記第２の接続点に接続されると共に、アノードが前記容量素子の前記一端に接続されている
ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項９】
前記第１の整流素子は、アノードが前記第１の接続点に接続されると共に、カソードが前記容量素子の前記一端に接続され、
前記第２の整流素子は、アノードが前記第２の接続点に接続されると共に、カソードが前記容量素子の前記一端に接続されている
ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項１０】
前記インバータ回路が、４つのスイッチング素子を含んで構成されたフルブリッジ型のスイッチング回路である
ことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のスイッチング電源装置。
【請求項１１】
入力端子対から入力される直流入力電圧に対して電圧変換を行うことにより直流出力電圧を生成し、出力端子対から出力するスイッチング電源装置であって、
前記入力端子対側に配置された１次側巻線と、前記出力端子対側において互いに直列接続されて配置された第１ないし第４の２次側巻線とを有するトランスと、
前記入力端子対と前記１次側巻線との間に配置されると共に、スイッチング素子を含んで構成されたインバータ回路と、
前記出力端子対と前記第１および第２の２次側巻線との間に配置されると共に、第１および第２の整流素子と、第１ないし第３のチョークコイルと、前記出力端子対間に配置された第１の容量素子とを含んで構成された第１の整流平滑回路と、
前記出力端子対と前記第３および第４の２次側巻線との間に前記第１の整流平滑回路と並列に配置されると共に、第３および第４の整流素子と、第４ないし第６のチョークコイルと、前記出力端子対間に配置された第２の容量素子とを含んで構成された第２の整流平滑回路と
を備え、
前記トランスは、
互いに対向する２つの基体部と、前記２つの基体部の対向面に沿った面内で互いに交差する第１および第２の対角線上にそれぞれ配置された第１および第２の脚部対を含み前記２つの基体部同士を連結する４つの脚部と、を有する磁芯と、
前記４つの脚部が個別に貫通する貫通孔を有すると共に前記４つの脚部を巻回する、前記１次側巻線としての第１の導電部材と、
前記４つの脚部が個別に貫通する貫通孔を有すると共に前記４つの脚部を巻回する、前記第１および第２の２次側巻線としての第２の導電部材と、
前記４つの脚部が個別に貫通する貫通孔を有すると共に前記４つの脚部を巻回する、前記第３および第４の２次側巻線としての第３の導電部材と
を有し、
前記第１の整流素子は、前記第１の２次側巻線の一端と前記第２のチョークコイルの一端との接続点である第１の接続点と前記容量素子の一端との間に配置され、
前記第２の整流素子は、前記第２の２次側巻線の一端と前記第３のチョークコイルの一端との接続点である第２の接続点と前記容量素子の前記一端との間に配置され、
前記第１の２次側巻線の他端と前記第２の２次側巻線の他端との接続点である第３の接続点は、前記第１のチョークコイルの一端に接続され、
前記第１ないし第３のチョークコイルの他端同士の接続点である第４の接続点は、前記第１の容量素子の他端に接続され、かつ、
前記第３の整流素子は、前記第３の２次側巻線の一端と前記第５のチョークコイルの一端との接続点である第５の接続点と前記第２の容量素子の一端との間に配置され、
前記第４の整流素子は、前記第４の２次側巻線の一端と前記第６のチョークコイルの一端との接続点である第６の接続点と前記第２の容量素子の前記一端との間に配置され、
前記第３の２次側巻線の他端と前記第４の２次側巻線の他端との接続点である第７の接続点は、前記第４のチョークコイルの一端に接続され、
前記第４ないし第６のチョークコイルの他端同士の接続点である第８の接続点は、前記第１の容量素子の他端に接続されている
ことを特徴とするスイッチング電源装置。
【請求項１２】
前記１次側巻線を流れる電流によって、前記４つの脚部から前記２つの基体部にかけての磁芯内部に閉磁路が形成され、
前記第１の脚部対の内部に生ずる磁束がともに第１の方向を向くと共に、前記第２の脚部対の内部に生ずる磁束の向きがともに前記第１の方向とは逆の第２の方向を向くように、前記１次側巻線が巻回されている
ことを特徴とする請求項１１に記載のスイッチング電源装置。
【請求項１３】
前記１次側巻線を流れる電流によって、前記４つの脚部から前記２つの基体部にかけての磁芯内部に、前記４つの脚部のうち互いに隣り合った２つの脚部と前記２つの基体部とを通って還流する閉磁路が４つ形成されるように、前記１次側巻線が巻回されている
ことを特徴とする請求項１１に記載のスイッチング電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流入力電圧をスイッチングして得られるスイッチング出力を電力変換トランスの出力巻線に取り出すように構成されたスイッチング電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、スイッチング電源装置として種々のＤＣ−ＤＣコンバータが提案され、実用に供されている。その多くは、電力変換トランス（変圧素子）の１次側巻線に接続されたスイッチング回路（インバータ回路）のスイッチング動作により直流入力電圧をスイッチングし、スイッチング出力（インバータ出力）を電力変換トランス（トランス）の２次側巻線に取り出す方式である。スイッチング回路のスイッチング動作に伴い、２次側巻線に現れる電圧は、整流回路によって整流された後、平滑回路によって直流に変換されて出力される。
【０００３】
この種のスイッチング電源装置では、従来、整流回路としてはセンタタップ型の回路（例えば、特許文献１参照）や、カレントダブラ型の回路（例えば、特許文献２，３参照）が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−６０８９０号公報
【特許文献２】米国特許第４８９９２７１号明細書
【特許文献３】特開平１１−１８７６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、センタタップ型の整流回路を用いた場合、出力電流の全てが、平滑回路内の１つのチョークコイルに流れることになる。したがって、チョークコイルの動作点が高くなり、ＡＬ−ＶａｌｕｅおよびＮＩ−Ｌｉｍｉｔの制限値を超え易くなってしまう（チョークコイルの直流重畳特性が悪化し、インダクタンスが飽和し易くなってしまう）という問題があった。このようにチョークコイルの動作点が高くなると、チョークコイルが大型化してしまったり、チョークコイルのインダクタンスが必然的に低いものとなってしまったり、チョークコイルでの電力損失が大きくなってしまうことになる。なお、ＡＬ−Ｖａｌｕｅとは、コイルの巻数ＮとインダクタンスＬ［ｎＨ］との関係を示す指標（コイルの飽和点を示す指標）であり、ＡＬ−Ｖａｌｕｅ＝Ｌ／Ｎ2で表されるようになっている。また、ＮＩ−Ｌｉｍｉｔとは、磁束＝Ｎ×Ｉ（コイルを流れる電流値）の関係式における、（Ｎ×Ｉ）の値の限界値を意味している。
【０００６】
一方、カレントダブラ型の整流回路を用いた場合、出力電流は、平滑回路内の２つのチョークコイルに分流することになるため、上記したセンタタップ型の場合と比べると、個々のチョークコイルの動作点を幾分下げることができる。しかしながら、昨今ではスイッチング電源装置内で取り扱う電流（出力電流）が大きくなっていく傾向にあるため、チョークコイルの動作点をより下げることが望まれていた。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、出力平滑化用のチョークコイルの動作点を、従来と比べてより下げることが可能なスイッチング電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１および第２のスイッチング電源装置は、入力端子対から入力される直流入力電圧に対して電圧変換を行うことにより直流出力電圧を生成し、出力端子対から出力するものであって、入力端子対側に配置された１次側巻線と、出力端子対側において互いに直列接続されて配置された第１および第２の２次側巻線とを有するトランスと、入力端子対と１次側巻線との間に配置されると共に、スイッチング素子を含んで構成されたインバータ回路と、出力端子対と２次側巻線との間に配置されると共に、第１および第２の整流素子と、第１ないし第３のチョークコイルと、出力端子対間に配置された容量素子とを含んで構成された整流平滑回路とを備えたものである。ここで、第１の整流素子は、第１の２次側巻線および第２のチョークコイルの一端同士の接続点と容量素子の一端との間に配置され、第２の整流素子は、第２の２次側巻線および第３のチョークコイルの一端同士の接続点と容量素子の一端との間に配置されている。また、第１および第２の２次側巻線の他端同士の接続点は、互いに第１のチョークコイルの一端に接続され、第１ないし第３のチョークコイルの他端同士の接続点は、互いに容量素子の他端に接続されている。
ここで、本発明の第１のスイッチング電源装置では、上記トランスが、互いに対向する２つの基体部と、これら２つの基体部の対向面に沿った面内で互いに交差する第１および第２の対角線上にそれぞれ配置された第１および第２の脚部対を含み上記２つの基体部同士を連結する４つの脚部と、を有する磁芯と、４つの脚部が個別に貫通する貫通孔を有すると共に４つの脚部を巻回する、上記１次側巻線としての第１の導電部材と、４つの脚部が個別に貫通する貫通孔を有すると共に４つの脚部を巻回する、上記第１および第２の２次側巻線としての第２の導電部材とを有している。
また、本発明の第２のスイッチング電源装置では、上記トランスが、互いに対向する２つの基体部と、これら２つの基体部の対向面に沿った面内で互いに交差する第１および第２の対角線上にそれぞれ配置された第１および第２の脚部対を含み上記２つの基体部同士を連結する４つの脚部と、を有する磁芯と、４つの脚部が個別に貫通する貫通孔を有すると共に４つの脚部を巻回する、上記１次側巻線としての第１の導電部材と、４つの脚部が個別に貫通する貫通孔を有すると共に４つの脚部を巻回する、上記第１の２次側巻線としての第２の導電部材と、４つの脚部が個別に貫通する貫通孔を有すると共に４つの脚部を巻回する、上記第２の２次側巻線としての第３の導電部材とを有している。
【０００９】
本発明の第１および第２のスイッチング電源装置では、入力端子対から入力した直流入力電圧がインバータ回路においてスイッチングされ、交流電圧が生成される。そして、この交流電圧がトランスにより変圧されると共に、この変圧された交流電圧が、整流平滑回路によって整流され平滑化されることにより、出力端子対から直流出力電圧が出力される。ここで、整流平滑回路では、第１の整流素子が第１の２次側巻線および第２のチョークコイルの一端同士の接続点と容量素子の一端との間に配置され、第２の整流素子が第２の２次側巻線および第３のチョークコイルの一端同士の接続点と容量素子の一端との間に配置され、第１および第２の２次側巻線の他端同士の接続点が互いに第１のチョークコイルの一端に接続され、第１ないし第３のチョークコイルの他端同士の接続点が互いに容量素子の他端に接続されている。これにより、整流平滑回路において、出力電流が常に３つのチョークコイル（第１ないし第３のチョークコイル）に分流することになるため、個々のチョークコイルで取り扱う電流量が小さくなる。
【００１０】
本発明の第１および第２のスイッチング電源装置では、上記第１ないし第３のチョークコイルのインダクタンスをそれぞれ、Ｌｃｈ１，Ｌｃｈ２，Ｌｃｈ３としたとき、Ｌｃｈ１＜Ｌｃｈ２＝Ｌｃｈ３を満たすようにするのが好ましい。このように構成した場合、出力電流が、３つのチョークコイルにより分散し易くなる。
【００１１】
本発明の第１および第２のスイッチング電源装置では、上記第１の整流素子が、カソードが第１の２次側巻線および第２のチョークコイルの一端同士の接続点に接続されると共に、アノードが容量素子の一端に接続され、上記第２の整流素子が、カソードが第２の２次側巻線および第３のチョークコイルの一端同士の接続点に接続されると共に、アノードが容量素子の一端に接続されているようにしてもよい。すなわち、第１および第２の整流素子が、互いにアノードコモン接続されているようにしてもよい。
【００１２】
あるいは、上記第１の整流素子が、アノードが第１の２次側巻線および第２のチョークコイルの一端同士の接続点に接続されると共に、カソードが容量素子の一端に接続され、上記第２の整流素子が、アノードが第２の２次側巻線および第３のチョークコイルの一端同士の接続点に接続されると共に、カソードが容量素子の一端に接続されているようにしてもよい。すなわち、第１および第２の整流素子が、互いにカソードコモン接続されているようにしてもよい。
【００１３】
本発明の第１および第２のスイッチング電源装置では、上記インバータ回路が、４つのスイッチング素子を含んで構成されたフルブリッジ型のスイッチング回路であるようにしてもよい。
【００１６】
本発明の第１および第２のスイッチング電源装置では、上記１次側巻線を流れる電流によって、４つの脚部から２つの基体部にかけての磁芯内部に閉磁路が形成され、上記４つの脚部のうち、第１の脚部対における各脚部の内部に生ずる磁束がともに第１の方向を向くと共に、第２の脚部対における各脚部の内部に生ずる磁束の向きがともに上記第１の方向とは逆の第２の方向を向くように、上記１次側巻線が巻回されるようにしてもよい。あるいは、上記１次側巻線を流れる電流によって、４つの脚部から２つの基体部にかけての磁芯内部に、４つの脚部のうち互いに隣り合った２つの脚部と２つの基体部とを通って還流する閉磁路が４つ形成されるように、上記１次側巻線が巻回されるようにしてもよい。このように構成した場合、Ｕ型コアの場合と比べ、磁路が分散されることにより磁芯における磁束密度が低下するため、コア損失が低減する。また、Ｅ型コアの場合と比べて放熱経路が拡大するため、磁芯自体の冷却と共に１次側巻線および２次側巻線の冷却がし易くなる。よって、信頼性を向上させつつコスト低減を図ることが可能となる。
【００１７】
本発明の第３のスイッチング電源装置は、入力端子対から入力される直流入力電圧に対して電圧変換を行うことにより直流出力電圧を生成し、出力端子対から出力するスイッチング電源装置であって、入力端子対側に配置された１次側巻線と、出力端子対側において互いに直列接続されて配置された第１ないし第４の２次側巻線とを有するトランスと、入力端子対と１次側巻線との間に配置されると共に、スイッチング素子を含んで構成されたインバータ回路と、出力端子対と第１および第２の２次側巻線との間に配置されると共に、第１および第２の整流素子と、第１ないし第３のチョークコイルと、出力端子対間に配置された第１の容量素子とを含んで構成された第１の整流平滑回路と、出力端子対と第３および第４の２次側巻線との間に第１の整流平滑回路と並列に配置されると共に、第３および第４の整流素子と、第４ないし第６のチョークコイルと、出力端子対間に配置された第２の容量素子とを含んで構成された第２の整流平滑回路とを備えたものである。上記トランスは、互いに対向する２つの基体部と、これら２つの基体部の対向面に沿った面内で互いに交差する第１および第２の対角線上にそれぞれ配置された第１および第２の脚部対を含み上記２つの基体部同士を連結する４つの脚部と、を有する磁芯と、４つの脚部が個別に貫通する貫通孔を有すると共に４つの脚部を巻回する、上記１次側巻線としての第１の導電部材と、４つの脚部が個別に貫通する貫通孔を有すると共に４つの脚部を巻回する、上記第１および第２の２次側巻線としての第２の導電部材と、４つの脚部が個別に貫通する貫通孔を有すると共に４つの脚部を巻回する、上記第３および第４の２次側巻線としての第３の導電部材とを有している。第１の整流素子は、第１の２次側巻線の一端と第２のチョークコイルの一端との接続点である第１の接続点と容量素子の一端との間に配置され、第２の整流素子は、第２の２次側巻線の一端と第３のチョークコイルの一端との接続点である第２の接続点と容量素子の一端との間に配置され、第１の２次側巻線の他端と第２の２次側巻線の他端との接続点である第３の接続点は、第１のチョークコイルの一端に接続され、第１ないし第３のチョークコイルの他端同士の接続点である第４の接続点は、第１の容量素子の他端に接続されている。第３の整流素子は、第３の２次側巻線の一端と第５のチョークコイルの一端との接続点である第５の接続点と第２の容量素子の一端との間に配置され、第４の整流素子は、第４の２次側巻線の一端と第６のチョークコイルの一端との接続点である第６の接続点と第２の容量素子の一端との間に配置され、第３の２次側巻線の他端と第４の２次側巻線の他端との接続点である第７の接続点は、第４のチョークコイルの一端に接続され、第４ないし第６のチョークコイルの他端同士の接続点である第８の接続点は、第１の容量素子の他端に接続されている。
【００１９】
本発明の第３のスイッチング電源装置では、上記１次側巻線を流れる電流によって、４つの脚部から２つの基体部にかけての磁芯内部に閉磁路が形成され、上記４つの脚部のうち、第１の脚部対における各脚部の内部に生ずる磁束がともに第１の方向を向くと共に、第２の脚部対における各脚部の内部に生ずる磁束の向きがともに上記第１の方向とは逆の第２の方向を向くように、上記１次側巻線が巻回されるようにしてもよい。あるいは、上記１次側巻線を流れる電流によって、４つの脚部から２つの基体部にかけての磁芯内部に、４つの脚部のうち互いに隣り合った２つの脚部と２つの基体部とを通って還流する閉磁路が４つ形成されるように、上記１次側巻線が巻回されるようにしてもよい。このように構成した場合、Ｕ型コアの場合と比べ、磁路が分散されることにより磁芯における磁束密度が低下するため、コア損失が低減する。また、Ｅ型コアの場合と比べて放熱経路が拡大するため、磁芯自体の冷却と共に１次側巻線および２次側巻線の冷却がし易くなる。よって、信頼性を向上させつつコスト低減を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のスイッチング電源装置によれば、整流平滑回路において、第１の整流素子が第１の２次側巻線および第２のチョークコイルの一端同士の接続点と容量素子の一端との間に配置され、第２の整流素子が第２の２次側巻線および第３のチョークコイルの一端同士の接続点と容量素子の一端との間に配置され、第１および第２の２次側巻線の他端同士の接続点が互いに第１のチョークコイルの一端に接続され、第１ないし第３のチョークコイルの他端同士の接続点が互いに容量素子の他端に接続されているようにしたので、個々のチョークコイルで取り扱う電流量が小さくなり、チョークコイルの直流重畳特性を軽減することができる（インダクタンスを飽和しにくくすることができる）。よって、出力平滑化用のチョークコイルの動作点を従来と比べてより下げることが可能となり、これにより、チョークコイルの小型化や高インダクタンス化を図ることができると共に、チョークコイルでの電力損失も低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施の形態に係るスイッチング電源装置の構成を表す回路図である。
【図２】図１に示したスイッチング電源装置の動作を表すタイミング波形図である。
【図３】図１に示したスイッチング電源装置の動作を説明するための回路図である。
【図４】図３に続くスイッチング電源装置の動作を説明するための回路図である。
【図５】図４に続くスイッチング電源装置の動作を説明するための回路図である。
【図６】図５に続くスイッチング電源装置の動作を説明するための回路図である。
【図７】図６に続くスイッチング電源装置の動作を説明するための回路図である。
【図８】図７に続くスイッチング電源装置の動作を説明するための回路図である。
【図９】図８に続くスイッチング電源装置の動作を説明するための回路図である。
【図１０】比較例１に係るスイッチング電源装置の構成を表す回路図である。
【図１１】比較例２に係るスイッチング電源装置の構成を表す回路図である。
【図１２】本発明の変形例１に係るスイッチング電源装置の構成（等価回路構成）を表す回路図である。
【図１３】図１２に示したトランスにおける主要部の外観構成を表す分解斜視図である。
【図１４】図１２に示したトランスにおいて形成される還流磁路の例を表す模式図である。
【図１５】図１２に示したトランスの作用について説明するための平面模式図である。
【図１６】図１２に示したトランスにおける上部コアおよび下部コアの他の外観構成例を表す平面図である。
【図１７】本発明の変形例２に係るスイッチング電源装置の構成（等価回路構成）を表す回路図である。
【図１８】図１７に示したトランスにおける主要部の外観構成を表す分解斜視図である。
【図１９】本発明の他の変形例に係るスイッチング電源装置の構成を表す回路図である。
【図２０】本発明の変形例３に係るスイッチング電源装置の構成（等価回路構成）を表す回路図である。
【図２１】図２０に示したトランスにおける主要部の外観構成を表す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
［実施の形態］
（スイッチング電源装置の全体構成例）
図１は、本発明の一実施の形態に係るスイッチング電源装置の回路構成を表すものである。このスイッチング電源装置は、高圧バッテリ１０から供給される高圧の直流入力電圧Ｖinをより低い直流出力電圧Ｖoutに変換し、図示しない低圧バッテリに供給して負荷７
を駆動するＤＣ−ＤＣコンバータとして機能するものである。
【００２４】
このスイッチング電源装置は、１次側高圧ラインＬ１Ｈと１次側低圧ラインＬ１Ｌとの間に設けられた入力平滑コンデンサＣinおよびインバータ回路２と、磁芯３０、第１の巻線（１次側巻線）３１および第２の巻線（２次側巻線）３２１，３２２を有するトランス３とを備えている。１次側高圧ラインＬ１Ｈの入力端子Ｔ１と１次側低圧ラインＬ１Ｌの入力端子Ｔ２との間には、高圧バッテリ１０から供給（出力）される高圧の直流入力電圧Ｖinが印加されるようになっている。このスイッチング電源装置はまた、トランス３の２次側に設けられた整流平滑回路４と、インバータ回路２を駆動する駆動回路６とを備えている。
【００２５】
入力平滑コンデンサＣinは、入力端子Ｔ１，Ｔ２から入力された直流入力電圧Ｖinを平滑化するためのものである。
【００２６】
インバータ回路２は、４つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４と、これらスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４に対してそれぞれ並列接続されたコンデンサＣ１〜Ｃ４およびダイオードＤ１〜Ｄ４とを有しており、フルブリッジ型のスイッチング回路を構成している。なお、ダイオードＤ１〜Ｄ４はいずれも、カソードが１次側高圧ラインＬ１Ｈ側に配置されると共にアノードが１次側低圧ラインＬ１Ｌ側に配置されており、逆方向接続状態となっている。このインバータ回路２はまた、逆方向接続されたダイオードＤ５，Ｄ６と、これらのダイオードＤ５，Ｄ６にそれぞれ並列接続されたコンデンサＣ５，Ｃ６とを有している。スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の一端同士は接続点Ｐ１において互いに接続され、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４の一端同士は接続点Ｐ２において互いに接続され、ダイオードＤ５のアノードとダイオードＤ６のカソードとが接続点Ｐ３において互いに接続されている。スイッチング素子Ｓ１，Ｓ３の他端同士およびダイオードＤ５のカソードは互いに接続され、１次側高圧ラインＬ１Ｈを介して入力端子Ｔ１に接続されている。スイッチング素子Ｓ２，Ｓ４の他端同士およびダイオードＤ６のアノードは互いに接続され、１次側低圧ラインＬ１Ｌを介して入力端子Ｔ２に接続されている。接続点Ｐ１，Ｐ３間には、後述するトランス３の１次側巻線３１が配置され、接続点Ｐ２，Ｐ３間には、共振用インダクタＬｒが配置されている。この共振用インダクタＬｒは、例えばトランス３のリーケージインダクタンスを用いて構成されており、インバータ回路２内のコンデンサＣ１〜Ｃ４と共にＬＣ共振回路を構成するようになっている。このＬＣ共振回路による共振特性を利用することにより、後述するように、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４における短絡損失が抑制される。インバータ回路２は以上のような構成により、駆動回路６から供給される駆動信号ＳＧ１〜ＳＧ４に応じて、入力端子Ｔ１，Ｔ２間に印加される直流入力電圧Ｖinを交流電圧に変換し出力するようになっている。
【００２７】
なお、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４としては、例えば電界効果型トランジスタ（ＭＯＳ−ＦＥＴ；Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolor Transistor）などのスイッチ素子が用いられる。スイッチ素子としてＭＯＳ―ＦＥＴを用いた場合には、上記コンデンサＣ１〜Ｃ４およびダイオードＤ１〜Ｄ４をそれぞれ、このＭＯＳ―ＦＥＴの寄生容量または寄生ダイオードから構成することが可能である。また、上記コンデンサＣ１〜Ｃ４をそれぞれ、ダイオードＤ１〜Ｄ４の接合容量で構成することも可能である。このように構成した場合、スイッチ素子とは別個にコンデンサＣ１〜Ｃ４やダイオードＤ１〜Ｄ４を設ける必要がなくなり、回路構成を簡素化することができる。
【００２８】
トランス３は、磁芯３０と、１次側巻線３１と、２つの２次側巻線３２１，３２２とを有している。この磁芯３０としては、例えばＥ型コア（ＥＥコア，ＥＩコア等）や、Ｕ型コア（ＵＵコア，ＵＩコア等）などの種々の形状のコアを用いることができる。１次側巻線３１は、一端が接続ラインＬ３１を介して接続点Ｐ１に接続され、他端が接続ラインＬ３２を介して接続点Ｐ３に接続されている。一方、２次側巻線３２１，３２２は互いに直列接続されている。具体的には、２次側巻線３２１の一端は、接続点Ｐ４１において、後述する整流ダイオード４１のカソードおよびチョークコイルＬｃｈ１の一端に接続されている。２次側巻線３２２の一端は、接続点Ｐ４２において、後述する整流ダイオード４２のカソードおよびチョークコイルＬｃｈ２の一端に接続されている。そして、これら２次側巻線３２１，３２２の他端同士は、センタタップＣＴにおいて互いに接続され、このセンタタップＣＴからの配線が後述するチョークコイルＬｃｈ０の一端に接続されている。このトランス３は、インバータ回路２によって生成された交流電圧（トランス３に入力される交流電圧）を降圧し、２次側巻線３２１，３２２の各端部から、互いに１８０度位相が異なる交流電圧を出力するようになっている。この場合の降圧の度合いは、１次側巻線３１と２次側巻線３２１，３２２との巻数比によって定まる。
【００２９】
整流平滑回路４は、２つの整流ダイオード４１，４２と、３つのチョークコイルＬｃｈ０，Ｌｃｈ１，Ｌｃｈ２と、出力平滑コンデンサＣoutとを有している。整流ダイオード４１は、カソードが、接続点Ｐ４１において２次側巻線３２１およびチョークコイルＬｃｈ１の一端同士に接続され、アノードが、接続ラインＬ４１を介して接地ラインＬＧ上の接続点Ｐ４４に接続されている。整流ダイオード４２は、カソードが、接続点Ｐ４２において２次側巻線３２２およびチョークコイルＬｃｈ２の一端同士に接続され、アノードが、接続ラインＬ４２を介して接続点Ｐ４４に接続されている。すなわち、これら整流ダイオード４１，４２のアノード同士は互いに接続点Ｐ４４において接続され、接地ラインＬＧに導かれている。言い換えると、整流ダイオード４１，４２により構成される整流回路は、アノードコモン接続の構成となっており、これによりトランス３からの出力交流電圧の各半波期間を、それぞれ整流ダイオード４１，４２によって個別に整流するようになっている。
【００３０】
一方、３つのチョークコイルＬｃｈ０〜Ｌｃｈ２は、それぞれの他端同士が互いに接続されている。具体的には、チョークコイルＬｃｈ０の一端はセンタタップＣＴに接続され、チョークコイルＬｃｈ１の一端は接続点Ｐ４１に接続され、チョークコイルＬｃｈ２の一端は接続点Ｐ４２に接続され、これらチョークコイルＬｃｈ０〜Ｌｃｈ２の他端同士は、出力ラインＬＯ上の接続点Ｐ４３において互いに接続されている。また、出力平滑コンデンサＣoutは、出力ラインＬＯ（接続点Ｐ４３）と接地ラインＬＧ（接続点Ｐ４４）との間に配置されている。なお、出力ラインＬＯの端部には出力端子Ｔ３が設けられ、接地ラインＬＧの端部には出力端子Ｔ４が設けられている。このような構成により、チョークコイルＬｃｈ０〜Ｌｃｈ２および出力平滑コンデンサＣoutからなる平滑回路では、整流ダイオード４１，４２により整流された電圧を平滑化して直流出力電圧Ｖoutを生成し、これを出力端子Ｔ３，Ｔ４から低圧バッテリ（図示せず）に出力して給電するようになっている。
【００３１】
駆動回路６は、インバータ回路２内のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４を駆動するためのものである。具体的には、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４に対してそれぞれ駆動信号ＳＧ１〜ＳＧ４を供給し、これらスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４をオン・オフ制御するようになっている。また、この駆動回路６は、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４に対してスイッチング位相制御を行い、スイッチング位相差を適切に設定することにより、直流出力電圧Ｖoutを安定化させるようになっている。
【００３２】
ここで、入力端子Ｔ１，Ｔ２が本発明における「入力端子対」の一具体例に対応し、出力端子Ｔ３，Ｔ４が本発明における「出力端子対」の一具体例に対応する。２次側巻線３２１が本発明における「第１の２次側巻線」の一具体例に対応し、２次側巻線３２２が本発明における「第２の２次側巻線」の一具体例に対応する。整流ダイオード４１が本発明における「第１の整流素子」の一具体例に対応し、整流ダイオード４２が本発明における「第２の整流素子」の一具体例に対応する。チョークコイルＬｃｈ０が本発明における「第１のチョークコイル」の一具体例に対応し、チョークコイルＬｃｈ１が本発明における「第２のチョークコイル」の一具体例に対応し、チョークコイルＬｃｈ２が本発明における「第３のチョークコイル」の一具体例に対応する。出力平滑コンデンサＣoutが本発明における「容量素子」の一具体例に対応する。
【００３３】
次に、本実施の形態のスイッチング電源装置の作用および効果について説明する。
【００３４】
（１．基本動作）
このスイッチング電源装置では、インバータ回路２において、入力端子Ｔ１，Ｔ２から供給される直流入力電圧Ｖinがスイッチングされて交流電圧が生成され、この交流電圧がトランス３の１次側巻線３１へ供給される。そしてトランス３では、この交流電圧が変圧され、２次側巻線３２１，３２２から変圧された交流電圧が出力される。
【００３５】
整流平滑回路４では、トランス３から出力された交流電圧が、整流ダイオード４１，４２によって整流される。これにより、センタタップＣＴ（出力ラインＬＯ）と、整流ダイオード４１，４２の接続点Ｐ４４（接地ラインＬＧ）との間に、整流出力が発生する。この整流出力は、３つのチョークコイルＬｃｈ０〜Ｌｃｈ２と出力平滑コンデンサＣoutとによって平滑化され、出力端子Ｔ３，Ｔ４から直流出力電圧Ｖoutとして出力される。そしてこの直流出力電圧Ｖoutは、図示しない低圧バッテリに給電されてその充電に供されると共に、負荷７が駆動される。
【００３６】
（２．詳細動作）
次に、図２〜図９を参照して、本実施の形態のスイッチング回路の詳細動作について説明する。
【００３７】
ここで、図２は、図１のスイッチング電源装置における各部の電圧波形または電流波形をタイミング波形図で表したものであり、図中の（Ａ）〜（Ｄ）は、駆動信号ＳＧ１〜ＳＧ４の電圧波形を表している。（Ｅ）は、図１に示した出力電流Ｉout、直流出力電流ＶoutおよびチョークＬｃｈ０〜Ｌｃｈ２をそれぞれ流れるチョーク電流Ｉch0，Ｉch1，Ｉch2の合計値に対応するチョーク電流Ｉch（＝Ｉch0＋Ｉch1＋Ｉch2）の電流波形または電圧波形を表している。（Ｆ）は、これらのチョークＬｃｈ０〜Ｌｃｈ２をそれぞれ流れるチョーク電流Ｉch0，Ｉch1，Ｉch2の電流波形を表している。（Ｇ）は、２次側巻線３２１，３２２のそれぞれの両端間の電圧Ｖ３２１，３２２の電圧波形を、（Ｈ）は、１次側巻線３１の両端間の電圧Ｖ３１の電圧波形、およびこの両端間を流れる電流Ｉ３１の電流波形を表している。（Ｉ）は、整流ダイオード４１，４２をそれぞれ流れる電流Ｉ４１，Ｉ４２の電流波形を表している。なお、各電圧および各電流の方向はそれぞれ、図１に矢印で示した方向を正方向としている。
【００３８】
また、図３〜図９は、図２の各タイミング（タイミングｔ０〜ｔ６，ｔ０’（ｔ６）〜ｔ６’（ｔ０））におけるスイッチング電源装置の動作状態を表したものである。なお、図２に示した動作は、タイミングｔ０〜ｔ６（前半の半周期分）の動作と、タイミングｔ０’（ｔ６）〜ｔ６’（ｔ０）（後半の半周期分）の動作とを合わせて、１周期分の動作となっている。
【００３９】
（２−１．前半の半周期分の動作）
まず、図２〜図９を参照して、前半の半周期分の動作について説明する。
【００４０】
スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４の駆動信号ＳＧ１〜ＳＧ４（図２（Ａ）〜（Ｄ））についてみると、これらのスイッチング素子は、２つのスイッチング素子対に区分されることが分かる。具体的には、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２はいずれも時間軸上における固定タイミングでオンするように制御され、「位相固定側スイッチング素子」と称される。また、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４はいずれも時間軸上における可変タイミングでオンするように制御され、「位相シフト側スイッチング素子」と称される。
【００４１】
また、これらスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４は、スイッチング動作のいかなる状態においても、直流入力電圧Ｖinが印加された入力端子Ｔ１，Ｔ２が電気的に短絡されない組み合わせおよびタイミングで駆動される。具体的には、スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４（位相シフト側スイッチング素子）は、同時にオンとなることはなく、また、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２（位相固定側スイッチング素子）も、同時にオンとなることはない。これらが同時にオンとなるのを回避するためにとられる時間的間隔は、デッドタイムＴｄと称される（図２（Ａ），（Ｄ））。
【００４２】
また、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４は同時にオンとなる期間を有し、この同時にオンとなる期間において、トランス３の１次側巻線３１が励磁される。そしてこれらスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４は、スイッチング素子Ｓ１（位相固定側スイッチング素子）を基準としてスイッチング位相差φをなすように動作する（図２（Ａ），（Ｄ））。また同様に、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３は同時にオンとなる期間を有し、この同時にオンとなる期間において、トランス３の１次側巻線３１が、上記の場合とは逆方向に励磁される。そしてこれらスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３は、スイッチング素子Ｓ２（位相固定側スイッチング素子）を基準としてスイッチング位相差φをなすように動作する（図２（Ｂ），（Ｃ））。さらに、スイッチング素子Ｓ１とスイッチング素子Ｓ４とのスイッチング位相差φ、およびスイッチング素子Ｓ２とスイッチング素子Ｓ３とのスイッチング位相差φがそれぞれ制御されると、スイッチング素子Ｓ１およびスイッチング素子Ｓ４が同時にオンになっている時間、ならびにスイッチング素子Ｓ２およびスイッチング素子Ｓ３が同時にオンになっている時間がそれぞれ変化する。これにより、トランス３の１次側巻線３１に印加される交流電圧のデューティ比が変化し、直流出力電圧Ｖoutが安定化されるようになっている。
【００４３】
まず、図３に示したタイミングｔ０〜ｔ１までの期間では、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオン状態となり（図２（Ａ），（Ｄ））、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３はオフ状態となる（図２（Ｂ），（Ｃ））。したがって、インバータ回路２には図中に示したようなループ電流Ｉａが流れ、共振用インダクタＬｒが励磁されると共に、トランス３の１次側から２次側へ電力伝送が行われる。これにより、トランス３の２次側には、整流ダイオード４２、３つのチョークコイルＬｃｈ０〜Ｌｃｈ２および出力平滑コンデンサＣoutを介するループ電流Ｉｘａが流れ、負荷７が駆動される（図２（Ｅ），（Ｆ），（Ｉ））。
【００４４】
次に、図４で示したタイミングｔ１〜ｔ２までの期間では、タイミングｔ１において、スイッチング素子Ｓ４がオフ状態となる（図２（Ｄ））。すると、コンデンサＣ３，Ｃ４と共振用インダクタＬｒとが協働してＬＣ共振回路が構成され、ＬＣ共振動作が行われる。したがって、図中に示したようなループ電流Ｉｂ，Ｉｃが流れ、コンデンサＣ３，Ｃ５が放電される一方、コンデンサＣ４，Ｃ６が充電される。一方、トランス３の２次側には、整流ダイオード４１または整流ダイオード４２、３つのチョークコイルＬｃｈ０〜Ｌｃｈ２および出力平滑コンデンサＣoutを介するループ電流Ｉｘｂが流れ、負荷７が駆動される（図２（Ｅ），（Ｆ），（Ｉ））。
【００４５】
次に、図５で示したタイミングｔ２〜ｔ３までの期間では、タイミングｔ２において接続点Ｐ２の電位ＶＰ２＝Ｖinとなるため、ダイオードＤ３が導通するようになる。また、このようにＶＰ２＝ＶinとなってダイオードＤ３が導通した後に、図６に示したタイミングｔ３〜ｔ４までの期間のように、タイミングｔ３においてスイッチング素子Ｓ３がオン状態となる（図２（Ｃ））。これにより、ゼロボルトスイッチング（ＺＶＳ）動作がなされ、その結果、スイッチング素子Ｓ３における短絡損失が抑制される。一方、トランス３の２次側では、このタイミングｔ２〜ｔ４までの期間において、タイミングｔ１〜ｔ２の期間と同様のループ電流Ｉｘｂが流れ、負荷７が駆動される。
【００４６】
次に、図７で示したタイミングｔ４〜ｔ５までの期間では、タイミングｔ４において、スイッチング素子Ｓ１がオフ状態となる（図２（Ａ））。すると、コンデンサＣ１，Ｃ２と共振用インダクタＬｒとが協働してＬＣ共振回路が構成され、ＬＣ共振動作が行われる。したがって、図中に示したようなループ電流Ｉｆ，Ｉｇが流れることにより、コンデンサＣ２が放電される一方、コンデンサＣ１が充電される。一方、トランス３の２次側では、依然としてループ電流Ｉｘｂが流れ、負荷７が駆動される。
【００４７】
次に、図８で示したタイミングｔ５〜ｔ６までの期間では、タイミングｔ５において接続点Ｐ１の電位ＶＰ１＝０Ｖとなるため、ダイオードＤ２が導通するようになる。また、このようにＶＰ１＝０ＶとなってダイオードＤ２が導通した後に、図９に示したように、タイミングｔ６においてスイッチング素子Ｓ２がオン状態となる（図２（Ｂ））。これによりＺＶＳ動作がなされ、その結果、スイッチング素子Ｓ２における短絡損失が抑制される。一方、トランス３の２次側では、タイミングｔ６になると、整流ダイオード４１、３つのチョークコイルＬｃｈ０〜Ｌｃｈ２および出力平滑コンデンサＣoutを介するループ電流Ｉｘｃが流れ、負荷７が駆動される（図２（Ｅ），（Ｆ），（Ｉ））。一方、トランス３の１次側では、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオン状態であるため、図９に示したようなループ電流Ｉｉが流れ始める。これにより、共振インダクタＬｒが励磁され始める。以上で、最初の半周期分の動作が終了する。
【００４８】
（２−２．後半の半周期分の動作）
次に、図２で示したタイミングｔ０〜ｔ６以降の半周期分（タイミングｔ０’（ｔ６）〜ｔ６’（ｔ０））の動作について説明する。
【００４９】
この半周期分の動作も、基本的には図２〜図９で説明した半周期分の動作と同様である。すなわち、まず、タイミングｔ０’〜ｔ１’までの期間では、スイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオン状態となり（図２（Ｂ），（Ｃ））、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ４はオフ状態となる（図２（Ａ），（Ｄ））。したがって、インバータ回路２にはループ電流が流れ、共振用インダクタＬｒが励磁されると共に、トランス３の１次側から２次側へ電力伝送が行われる。これにより、トランス３の２次側にはループ電流Ｉｘｃが流れ、負荷７が駆動される（図２（Ｅ），（Ｆ），（Ｉ））。
【００５０】
次に、タイミングｔ１’〜ｔ２’までの期間では、タイミングｔ１’において、スイッチング素子Ｓ３がオフ状態となる（図２（Ｃ））。すると、コンデンサＣ３，Ｃ４と共振用インダクタＬｒとが協働してＬＣ共振回路が構成され、ＬＣ共振動作が行われる。したがって、ループ電流が流れ、コンデンサＣ４，Ｃ６が放電される一方、コンデンサＣ３，Ｃ５が充電される。一方、トランス３の２次側にはループ電流Ｉｘｂが流れ、負荷７が駆動される（図２（Ｅ），（Ｆ），（Ｉ））。
【００５１】
次に、タイミングｔ２’〜ｔ３’までの期間では、タイミングｔ２’において接続点Ｐ２の電位ＶＰ２＝０Ｖとなるため、ダイオードＤ４が導通するようになる。また、このようにＶＰ２＝０ＶとなってダイオードＤ４が導通した後に、タイミングｔ３’〜ｔ４’までの期間のように、タイミングｔ３’においてスイッチング素子Ｓ４がオン状態となる（図２（Ｄ））。これによりＺＶＳ動作がなされ、その結果、スイッチング素子Ｓ４における短絡損失が抑制される。一方、トランス３の２次側には、このタイミングｔ２’〜ｔ４’までの期間において、タイミングｔ１’〜ｔ２’の期間と同様のループ電流Ｉｘｂが流れ、負荷７が駆動される。
【００５２】
次に、タイミングｔ４’〜ｔ５’までの期間では、タイミングｔ４’において、スイッチング素子Ｓ２がオフ状態となる（図２（Ｂ））。すると、コンデンサＣ１，Ｃ２と共振用インダクタＬｒとが協働してＬＣ共振回路が構成され、ＬＣ共振動作が行われる。したがって、ループ電流が流れることにより、コンデンサＣ１が放電される一方、コンデンサＣ２が充電される。一方、トランス３の２次側には依然としてループ電流Ｉｘｂが流れ、負荷７が駆動される。
【００５３】
次に、タイミングｔ５’〜ｔ６’までの期間では、タイミングｔ５’において接続点Ｐ１の電位ＶＰ１＝Ｖinとなるため、ダイオードＤ１が導通するようになる。また、このようにＶＰ１＝ＶinとなってダイオードＤ１が導通した後に、タイミングｔ６’（＝ｔ０）において、スイッチング素子Ｓ１がオン状態となる（図２（Ａ））。これによりＺＶＳ動作がなされ、その結果、スイッチング素子Ｓ１における短絡損失が抑制される。一方、トランス３の２次側では、タイミングｔ６になるとループ電流Ｉｘａが流れ、負荷７が駆動される（図２（Ｅ），（Ｆ），（Ｉ））。以上で後半の半周期分の動作が終了し、図２中のタイミングｔ０と等価な状態となる。
【００５４】
（２−３．本実施の形態と比較例との作用の比較）
次に、図１に加えて図１０，図１１を参照して、本実施の形態のスイッチング電源装置における作用と、従来のスイッチング電源装置（比較例１，２）における作用とについて、比較しつつ詳細に説明する。
【００５５】
（比較例の作用）
図１０，図１１はそれぞれ、比較例１，２に係るスイッチング電源装置の回路構成を表すものである。具体的には、比較例１は、本実施の形態の整流平滑回路４の代わりに、センタタップ型の整流平滑回路１０４を設けたものに対応する。また、比較例２は、本実施の形態の整流平滑回路４の代わりに、カレントダブラ型の整流平滑回路２０４を設けたものに対応する。
【００５６】
まず、図１０に示した比較例１では、センタタップ型の整流平滑回路１０４を用いているため、図中に示したループ電流のように、出力電流の全てが、整流平滑回路１０４内の１つのチョークコイルＬｃｈ０に流れることになる。したがって、このチョークコイルＬｃｈ０の動作点が高くなり、ＡＬ−ＶａｌｕｅおよびＮＩ−Ｌｉｍｉｔの制限値を超え易くなってしまう（チョークコイルＬｃｈ０の直流重畳特性が悪化し、インダクタンスが飽和し易くなってしまう）。チョークコイルＬｃｈ０の動作点が高くなると、このチョークコイルＬｃｈ０が大型化してしまったり、チョークコイルＬｃｈ０のインダクタンスが必然的に低いものとなってしまったり、チョークコイルＬｃｈ０での電力損失（＝Ｒ×Ｉ2）が大きくなってしまう。
【００５７】
一方、図１１に示した比較例２では、カレントダブラ型の整流平滑回路２０４を用いているため、図中に示したループ電流のように、出力電流が、２つのチョークコイルＬｃｈ１，Ｌｃｈ２に分流することになる。したがって、上記比較例１（センタタップ型の場合）と比べると、個々のチョークコイルＬｃｈ１，Ｌｃｈ２の動作点を幾分下げることができる。しかしながら、スイッチング電源装置内で取り扱う電流（出力電流）をより大きくしようとした場合、チョークコイルの動作点をより下げる必要があり、このカレントダブラ型の整流平滑回路２０４では不十分である。
【００５８】
（本実施の形態の作用）
これに対して本実施の形態では、図１に示したように、整流平滑回路４において、整流ダイオード４１が、２次側巻線３２１およびチョークコイルＬｃｈ１の一端同士（接続点Ｐ４１）と出力平滑コンデンサＣoutの一端（接続点Ｐ４４）との間に配置されると共に、整流ダイオード４２が、２次側巻線３２２およびチョークコイルＬｃｈ２の一端同士（接続点Ｐ４２）と出力平滑コンデンサＣoutの一端（接続点Ｐ４４）との間に配置されている。また、２次側巻線３２１，３２２の他端同士（センタタップＣＴ）が互いにチョークコイルＬｃｈ０の一端に接続されると共に、３つのチョークコイルＬｃｈ０〜Ｌｃｈ２の他端同士（接続点Ｐ４３）が互いに出力平滑コンデンサＣoutの他端（接続点Ｐ４３））に接続されている。これにより、図３〜図９に示したループ電流Ｉｘａ〜Ｉｘｃから分かるように、整流平滑回路４において、出力電流Ｉout（チョーク電流Ｉch＝Ｉch0＋Ｉch1＋Ｉch2）が、常に３つのチョークコイルＬｃｈ０〜Ｌｃｈ２に分流することになるため、個々のチョークコイルで取り扱う電流量が小さくなる。
【００５９】
この際、チョークコイルＬｃｈ０，Ｌｃｈ１，Ｌｃｈ２のインダクタンスをそれぞれ、Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２としたとき、（Ｌ０＜Ｌ１≒Ｌ２）という条件式を満たすようにするのが好ましい。なお、Ｌ１，Ｌ２の値は必ずしも一致している必要はなく、これらＬ１，Ｌ２間のインダクタンス値の差は、２０％程度以内であれば望ましい。このように構成した場合、各チョークコイルＬｃｈ０，Ｌｃｈ１，Ｌｃｈ２において、ＡＬ−Ｖａｌｕｅ，ＮＩ−Ｌｉｍｉｔの制限値がそれぞれ、互いにより近い値となる。すなわち、各チョークコイルＬｃｈ０，Ｌｃｈ１，Ｌｃｈ２にそれぞれ流れる電流のピーク値が互いにより近い値となるため、出力電流Ｉout（チョーク電流Ｉch）が、３つのチョークコイルＬｃｈ０〜Ｌｃｈ２により分散し易くなる。
【００６０】
以上のように本実施の形態では、整流平滑回路４において、整流ダイオード４１が、２次側巻線３２１およびチョークコイルＬｃｈ１の一端同士（接続点Ｐ４１）と出力平滑コンデンサＣoutの一端（接続点Ｐ４４）との間に配置されると共に、整流ダイオード４２が、２次側巻線３２２およびチョークコイルＬｃｈ２の一端同士（接続点Ｐ４２）と出力平滑コンデンサＣoutの一端（接続点Ｐ４４）との間に配置され、２次側巻線３２１，３２２の他端同士（センタタップＣＴ）が互いにチョークコイルＬｃｈ０の一端に接続されると共に、３つのチョークコイルＬｃｈ０〜Ｌｃｈ２の他端同士（接続点Ｐ４３）が互いに出力平滑コンデンサＣoutの他端（接続点Ｐ４３））に接続されているようにしたので、個々のチョークコイルで取り扱う電流量が小さくなり、チョークコイルＬｃｈ０〜Ｌｃｈ２の直流重畳特性を軽減することができる（インダクタンスを飽和しにくくすることができる）。よって、出力平滑化用のチョークコイルの動作点を従来と比べてより下げることが可能となり、これにより、チョークコイルの小型化や高インダクタンス化を図ることができると共に、チョークコイルでの電力損失も低減することが可能になる。
【００６１】
また、センタタップＣＴに接続されたチョークコイルＬｃｈ０を共通化する（共用する）ようにしたので、その両側の２つのチョークコイルＬｃｈ１，Ｌｃｈ２間のインダクタンスのばらつき（ずれ）を吸収することができ、チョークコイルによる出力平滑化特性を向上させることが可能となる。
【００６２】
更に、チョークコイルＬｃｈ０，Ｌｃｈ１，Ｌｃｈ２のインダクタンスＬ０，Ｌ１，Ｌ２において、（Ｌ０＜Ｌ１≒Ｌ２）という条件式を満たすようにした場合には、出力電流Ｉout（チョーク電流Ｉch）を、３つのチョークコイルＬｃｈ０〜Ｌｃｈ２により分散し易くすることができる。
【００６３】
次に、本発明の変形例をいくつか挙げて説明する。なお、上記実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００６４】
［変形例１］
（スイッチング電源装置の全体構成例）
図１２は、本発明の変形例１に係るスイッチング電源装置の構成（等価回路構成）を表すものである。本変形例のスイッチング電源装置は、上記実施の形態のスイッチング電源装置において、トランス３の代わりに、以下説明するトランス３Ａを設けるようにしたものである。
【００６５】
トランス３Ａは、後述する互いに対向する上部コアＵＣおよび下部コアＤＣから構成される磁芯３０Ａと、４つの１次側巻線３１Ａ〜３１Ｄと、４つの２次側巻線３２１Ａ，３２１Ｂ，３２２Ａ，３２２Ｂとを有している。なお、２つの２次側巻線３２１Ａ，３２１Ｂを合わせたものが、上記実施の形態における２次側巻線３２１に対応し、２つの２次側巻線３２２Ａ，３２２Ｂを合わせたものが、上記実施の形態における２次側巻線３２２に対応している。
【００６６】
１次側巻線３１Ａ〜３１Ｄは、互いに直列接続されている。具体的には、１次側巻線３１Ａでは、一端が接続ラインＬ３２を介して接続点Ｐ３に接続され、他端が１次側巻線３１Ｂの一端に接続されている。１次側巻線３１Ｂの他端は、１次側巻線３１Ｃの一端に接続され、この１次側巻線３１Ｃの他端は１次側巻線３１Ｄの一端に接続されている。１次側巻線３１Ｄの他端は、接続ラインＬ３１を介して接続点Ｐ１に接続されている。
【００６７】
２次側巻線３２１Ａ，３２１Ｂは互いに直列接続されると共に、２次側巻線３２２Ａ，３２２Ｂは互いに直列接続されている。具体的には、２次側巻線３２１Ａでは、一端が接続点Ｐ４１に接続され、他端が２次側巻線３２１Ｂの一端に接続されている。この２次側巻線３２１Ｂの他端は、センタタップＣＴに接続されている。２次側巻線３２２Ａでは、一端が接続点Ｐ４２に接続され、他端が２次側巻線３２２Ｂの一端に接続されている。この２次側巻線３２２Ｂの他端は、センタタップＣＴに接続されている。
【００６８】
（トランス３Ａの詳細構成）
次に、図１３および図１４を参照して、本変形例のトランス３Ａの詳細構成について説明する。図１３は、トランス３Ａにおける主要部の外観構成を分解斜視図で表したものであり、図１４は、このトランス３Ａにおいて形成される還流磁路の例を模式的に表したものである。
【００６９】
図１３に示したように、トランス３Ａは、互いに対向する上部コアＵＣおよび下部コアＤＣからなるコア材（磁芯３０Ａ）に対して、１次側巻線３１Ａ〜３１Ｄを構成するプリントコイル３１０と、２次側巻線３２１Ａ，３２１Ｂを構成する板金３２０−１と、２次側巻線３２２Ａ，３２２Ｂを構成する板金３２０−２とが、それぞれ、以下説明する４つの脚部の延在方向（垂直方向）に垂直な面内（水平面内）に巻回された構造となっている。上部コアＵＣは、ベースコアＵＣｂと、このベースコアＵＣｂから上記垂直方向（貫通方向）に延びた４本の脚部分である第１脚部ＵＣ１、第２脚部ＵＣ２、第３脚部ＵＣ３および第４脚部ＵＣ４とから構成されている。また、下部コアＤＣは、ベースコアＤＣｂと、このベースコアＤＣｂから上記垂直方向（貫通方向）に延びた４本の脚部分である第１脚部ＤＣ１、第２脚部ＤＣ２、第３脚部ＤＣ３および第４脚部ＤＣ４とから構成されている。これらの第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４は、ベースコアＵＣｂ，ＤＣｂの対向面内で互いに交差する２直線（２つの対角線）上に、一対ずつ離間して配置されている。そして、これらの４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４は、互いに対向する２つのベースコアＵＣｂ，ＤＣｂ同士を磁気的に連結するようになっている。具体的には、ここでは、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４は、ベースコアＵＣｂ，ＤＣｂ上の正方形状の面の四隅をなすように配置されている。すなわち、これら４つの脚部は、矩形状（正方形状）のベースコアＵＣｂ，ＤＣｂの四隅に配置されている。そして、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１と第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３とが、互いに一方の対角線上の両端に配置されて脚部対（第１の脚部対）を構成すると共に、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２と第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４とが、互いに他方の対角線上の両端に配置されて脚部対（第２の脚部対）を構成している。なお、上部コアＵＣおよび下部コアＤＣはそれぞれ、例えばフェライトなどの磁性材料により構成され、以下説明するプリントコイル３１０および板金３２０−１，３２０−２はそれぞれ、例えば銅やアルミニウムなどの導電性材料により構成されている。
【００７０】
プリントコイル３１０には、各脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４が個別に貫通する４つの貫通孔３１０Ａ〜３１０Ｄが設けられている。貫通孔３１０Ａには第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１が貫通し、貫通孔３１０Ｂには第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２が貫通し、貫通孔３１０Ｃには第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３が貫通し、貫通孔３１０Ｄには第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４が貫通している。また、このプリントコイル３１０では、接続ラインＬ３２側から接続ラインＬ３１側へ向けて、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１を巻回する１次側巻線３１Ａと、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２を巻回する１次側巻線３１Ｂと、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３を巻回する１次側巻線３１Ｃと、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４を巻回する１次側巻線３１Ｄとが接続されている。
【００７１】
２次側巻線３２１Ａ，３２１Ｂを構成する板金３２０−１は、プリントコイル３１０と上部コアＵＣとの間に配置されている。この板金３２０−１には、各脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４が個別に貫通する４つの貫通孔３２０−１Ａ〜３２０−１Ｄが設けられている。貫通孔３２０−１Ａには第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１が貫通し、貫通孔３２０−１Ｂには第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２が貫通し、貫通孔３２０−１Ｃには第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３が貫通し、貫通孔３２０−１Ｄには第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４が貫通している。この板金３２０−１では、接続点Ｐ４１側からセンタタップＣＴ側へ向けて、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４を巻回する２次側巻線３２１Ａと、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２を巻回する２次側巻線３２１Ｂとが接続されている。
【００７２】
２次側巻線３２２Ａ，３２２Ｂを構成する板金３２０−２は、プリントコイル３１０と下部コアＤＣとの間に配置されている。この板金３２０−２には、各脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４が個別に貫通する４つの貫通孔３２０−２Ａ〜３２０−２Ｄが設けられている。貫通孔３２０−２Ａには第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１が貫通し、貫通孔３２０−２Ｂには第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２が貫通し、貫通孔３２０−２Ｃには第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３が貫通し、貫通孔３２０−２Ｄには第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４が貫通している。この板金３２０−２では、接続点Ｐ４２側からセンタタップＣＴ側へ向けて、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４を巻回する２次側巻線３２２Ａと、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２を巻回する２次側巻線３２２Ｂとが接続されている。
【００７３】
なお、ここでは、１次側巻線３１Ａ〜３１Ｄおよび２次側巻線３２１Ａ，３２１Ｂ，３２２Ａ，３２２Ｂがそれぞれ、配線（接続ラインＬ３１，Ｌ３２、接続ラインＬ４１，Ｌ４２、出力ラインＬＯまたは接地ラインＬＧ）を介して、プリントコイル３１０および板金３２０−１，３２０−２の面内方向に沿って外部から取り出しが可能なように構成されている。
【００７４】
このような構成によりトランス３Ａでは、例えば図１３および図１４中の矢印で示したように、１次側巻線３１Ａ〜３１Ｄおよび２次側巻線３２１Ａ，３２１Ｂ，３２２Ａ，３２２Ｂを流れる電流によって、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４および２つのベースコアＵＣｂ，ＤＣｂの内部に磁路（還流磁路）が形成されるようになっている。これにより、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４内の貫通方向に、磁束が形成される。なお、図１３中の貫通孔３１０Ａ〜３１０Ｄ等内に示した磁束の向きを表す矢印は、実線のものが、接続ラインＬ３１から実線で示した向きの電流が流れるときに形成されるものに、破線のものが、接続ラインＬ３２から破線で示した向きの電流が流れるときに形成されるものに、それぞれ対応している。また、図１４（Ａ）は、接続ラインＬ３１から実線で示した向きの流れるときに形成される還流磁路を、図１４（Ｂ）は、接続ラインＬ３２から破線で示した向きの電流が流れるときに形成される還流磁路を、それぞれ表している。そして、このような４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４内に形成される磁束の向きが、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３からなる第１の脚部対内で互いに同一方向であると共に、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４からなる第２の脚部対内で互いに同一方向となっている。また、これら第１の脚部対と第２の脚部対との間で、磁束の向きが互いに逆方向となっている。言い換えると、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３の各内部に生ずる磁束がともに第１の方向を向くと共に、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４の各内部に生ずる磁束がともに上記第１の方向とは逆の第２の方向を向くようになっている。さらに、例えば図１４に示したように、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂと、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂと、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ３４ａ，Ｂ３４ｂと、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４および第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ４１ａ，Ｂ４１ｂと、からなる４つの環状磁路が形成されている。すなわち、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１では、環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂと環状磁路Ｂ４１ａ，Ｂ４１ｂとが共有化され、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２では、環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂと環状磁路Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂとが共有化され、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３では、環状磁路Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂと環状磁路Ｂ３４ａ，Ｂ３４ｂとが共有化され、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４では、環状磁路Ｂ３４ａ，Ｂ３４ｂと環状磁路Ｂ４１ａ，Ｂ４１ｂとが共有化されている。言い換えると、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４および２つのベースコアＵＣｂ，ＤＣｂの内部に、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４のうち互いに隣り合った２つの脚部と２つのベースコアＵＣｂ，ＤＣｂとをそれぞれ一方方向に通る磁路が４つ形成されている。そして、詳細は後述するが、これら４つの環状磁路の形成領域が、ベースコアＵＣｂ，ＤＣｂ上において４つの脚部間を周回するようになっている。
【００７５】
ここで、本変形例１は、本発明の第１のスイッチング電源装置における第２の態様に対応するものであり、上部コアＵＣおよび下部コアＤＣからなるコア材（磁芯３０Ａ）が、本発明における「磁芯」の一具体例に対応する。また、プリントコイル３１０が本発明における「第１の導電部材」の一具体例に対応し、第１の２次側巻線としての２次側巻線３２１Ａ，３２１Ｂを構成する板金３２０−１が本発明の第１のスイッチング電源装置の第２の態様における「第２の導電部材」の一具体例に対応し、第２の２次側巻線としての２次側巻線３２２Ａ，３２２Ｂを構成する板金３２０−２が本発明の第１のスイッチング電源装置の第２の態様における「第３の導電部材」の一具体例に対応する。また、ベースコアＵＣｂ，ＤＣｂが本発明における「２つの基体部」の一具体例に対応し、第１脚部（ＵＣ１＋ＤＣ１）、第２脚部（ＵＣ２＋ＤＣ２）、第３脚部（ＵＣ３＋ＤＣ３）および第４脚部（ＵＣ４＋ＤＣ４）が、本発明における「４つの脚部」の一具体例に対応する。
【００７６】
次に、本変形例のスイッチング電源装置の作用および効果について説明する。なお、スイッチング電源装置の全体動作については、上記実施の形態と同様であるため説明を省略し、主にトランス３Ａの作用および効果について説明する。
【００７７】
（トランス３Ａの作用）
本変形例のトランス３Ａでは、図１３および図１４に示したように、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４内に形成される磁束の向きが、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３からなる第１の脚部対内で互いに同一方向であると共に、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４からなる第２の脚部対内で互いに同一方向となっている。また、これら第１の脚部対と第２の脚部対との間で、磁束の向きが互いに逆方向となっている。言い換えると、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３の各内部に生ずる磁束がともに第１の方向を向くと共に、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４の各内部に生ずる磁束がともに上記第１の方向とは逆の第２の方向を向いている。
【００７８】
そして、このような磁束の向きとなるように、１次側巻線３１Ａ〜３１Ｄおよび２次側巻線３２１Ａ，３２１Ｂ，３２２Ａ，３２２Ｂが巻回されていることにより、例えば図１４および図１５（Ｂ）に示したように、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂと、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂと、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ３４ａ，Ｂ３４ｂと、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４および第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ４１ａ，Ｂ４１ｂと、からなる４つの環状磁路が形成される。そして、これら４つの環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂ、Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂ、Ｂ３４ａ，Ｂ３４ｂおよびＢ４１ａ，Ｂ４１ｂの形成領域が、ベースコアＵＣｂ，ＤＣｂ上において４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４間を周回するようになる。すなわち、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１では、環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂと環状磁路Ｂ４１ａ，Ｂ４１ｂとが共有化され、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２では、環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂと環状磁路Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂとが共有化され、第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３では、環状磁路Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂと環状磁路Ｂ３４ａ，Ｂ３４ｂとが共有化され、第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４では、環状磁路Ｂ３４ａ，Ｂ３４ｂと環状磁路Ｂ４１ａ，Ｂ４１ｂとが共有化されている。言い換えると、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４および２つのベースコアＵＣｂ，ＤＣｂの内部に、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４のうち互いに隣り合った２つの脚部と２つのベースコアＵＣｂ，ＤＣｂとをそれぞれ一方方向に通る磁路が４つ形成されている。
【００７９】
したがって、例えば図１５（Ａ）に示したように、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ４１ａ，Ｂ４１ｂと、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３同士内を互いに貫通する環状磁路Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂと、からなる２つの環状磁路のみが形成されるように磁束の向きが設定されている場合（従来のＵ型コアが２つ設けられた場合に相当する）と比べ、磁芯３０Ａにおける磁束が分散されることから、磁束密度を低下させることができ、コア損失を低減させることができる。また、従来のＥ型コアの場合と比べて放熱経路が拡大するため、磁芯３０Ａ、１次側巻線３１Ａ〜３１Ｄおよび２次側巻線３２１Ａ，３２１Ｂ，３２２Ａ，３２２Ｂの冷却がし易くなる。
【００８０】
以上のように本変形例では、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４内の貫通方向に形成される磁束の向きが、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３からなる第１の脚部対内で互いに同一方向であると共に、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４からなる第２の脚部対内で互いに同一方向であり、かつ、これら第１の脚部対と第２の脚部対との間で互いに逆方向となるように、１次側巻線３１Ａ〜３１Ｄおよび２次側巻線３２１Ａ，３２１Ｂ，３２２Ａ，３２２Ｂを巻回するようにしたので、上記した４つの環状磁路Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂ、Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂ、Ｂ３４ａ，Ｂ３４ｂおよびＢ４１ａ，Ｂ４１が形成されると共に、これら４つの環状磁路の形成領域が、ベースコアＵＣｂ，ＤＣｂ上において４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４間を周回するようになる。言い換えると、本実施の形態では、第１脚部ＵＣ１，ＤＣ１および第３脚部ＵＣ３，ＤＣ３の各内部に生ずる磁束がともに第１の方向を向くと共に、第２脚部ＵＣ２，ＤＣ２および第４脚部ＵＣ４，ＤＣ４の各内部に生ずる磁束がともに上記第１の方向とは逆の第２の方向を向くように、１次側巻線３１Ａ〜３１Ｄおよび２次側巻線３２１Ａ，３２１Ｂ，３２２Ａ，３２２Ｂを巻回するようにしたので、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４および２つのベースコアＵＣｂ，ＤＣｂの内部に、４つの脚部ＵＣ１〜ＵＣ４，ＤＣ１〜ＤＣ４のうち互いに隣り合った２つの脚部と２つのベースコアＵＣｂ，ＤＣｂとをそれぞれ一方方向に通る磁路が、４つ形成されるようになる。これにより、Ｕ型コアの場合と比べ、磁芯３０Ａにおける磁束密度を低下させてコア損失を低減することができるため、コア厚（基体部の厚み）を薄くして低背化を図ることができる。また、Ｅ型コアの場合と比べて放熱経路が拡大するため、磁芯３０Ａ、１次側巻線３１Ａ〜３１Ｄおよび２次側巻線３２１Ａ，３２１Ｂ，３２２Ａ，３２２Ｂの冷却がし易くなる。よって、信頼性を向上させつつコスト低減を図ることが可能となる。
【００８１】
また、これにより、複数のインバータ回路２やトランス３Ａ等を並列運転させることなく、スイッチング電源装置全体として大電流を扱うことが可能となる。よって、部品点数を減少させることができ、この点からもコストを低減することが可能となる。
【００８２】
さらに、１次側巻線３１Ａ〜３１Ｄおよび２次側巻線３２１Ａ，３２１Ｂ，３２２Ａ，３２２Ｂがそれぞれ、配線（接続ラインＬ３１，Ｌ３２、接続ラインＬ４１，Ｌ４２、出力ラインＬＯまたは接地ラインＬＧ）を介して、プリントコイル３１０および２枚の板金３２０−１，３２０−２の面内方向に沿って外部から取り出しが可能なように構成したので、このような配線をプリントコイル３１０および２枚の板金３２０−１，３２０−２の面内に垂直な方向から取り出す場合と比べ、配線も含めた低背化を実現することができると共に、配線の取り出し構造が簡易となる。
【００８３】
なお、本変形例では、図１６（Ａ）に示した上部コアＵＣ（下部コアＤＣ）のように、４つの脚部ＵＣ１（ＤＣ１）〜ＵＣ４（ＤＣ４）の側面が曲面となっている場合について説明したが、各脚部の側面形状は、この場合には限られない。具体的には、例えば図１６（Ｂ），（Ｃ）に示したように、４つの脚部ＵＣ１（ＤＣ１）〜ＵＣ４（ＤＣ４）において、少なくとも対向する側面同士が、互いに平行となっているようにしてもよい。このように構成した場合、磁芯３０Ａにおける磁束最短経路の磁束集中がより効果的に緩和されるため、コア損失がより低減する。また、この場合において更に、例えば図１６（Ｃ）に示したように、４つの脚部ＵＣ１（ＤＣ１）〜ＵＣ４（ＤＣ４）において、互いに対向する側面の反対側である外側面が、曲面となっているようにしてもよい。このように構成した場合、各脚部の周囲に対して１次側巻線３１Ａ〜３１Ｄおよび２次側巻線３２１Ａ，３２１Ｂ，３２２Ａ，３２２Ｂが巻回し易くなるため、電流経路が短縮されると共に、角部への電流分布の集中が緩和される。なお、これらの図１６（Ｂ），（Ｃ）に示した４つの脚部ＵＣ１（ＤＣ１）〜ＵＣ４（ＤＣ４）において、側面における角部が面取りされることにより、その角部の部分が、曲面または平面からなる側面となっているようにしてもよい。
【００８４】
また、本変形例では、４つの脚部ＵＣ１（ＤＣ１）〜ＵＣ４（ＤＣ４）が、矩形状（正方形状）のベースコアＵＣｂ，ＤＣｂの四隅に配置されている場合について説明したが、これらの４つの脚部の配置関係は、この場合には限られない。すなわち、４つの脚部は、ベースコア上の互いに交差する２直線上に、一対ずつ離間して配置されていればよい。また、ベースコアの形状や大きさについても、上記実施の形態等で説明した矩形状（正方形状）のものには限られず、４つの脚部の基体として機能するのであれば、どのような形状や大きさであってもよい。
【００８５】
［変形例２］
図１７は、本発明の変形例２に係るスイッチング電源装置の構成（等価回路構成）を表すものであり、図１８は、この変形例２に係るトランス３Ａの主要部の外観構成を分解斜視図で表すと共に、その周辺回路の回路図を併せて表したものである。本変形例のスイッチング電源装置は、上記変形例１のスイッチング電源装置において説明したトランス３Ａを用いると共に、これまで説明した整流平滑回路４の代わりに、以下説明する整流平滑回路４Ａを用いるようにしたものである。
【００８６】
整流平滑回路４Ａは、４つの整流ダイオード４１〜４４と、６つのチョークコイルＬｃｈ１〜Ｌｃｈ６と、１つの出力平滑コンデンサＣoutとを有している。具体的には、整流ダイオード４１は、カソードが、２次側巻線３２１ＡおよびチョークコイルＬｃｈ２の一端同士に接続され、アノードが、接地ラインＬＧ上の接続点Ｐ４４に接続されている。整流ダイオード４２は、カソードが、２次側巻線３２１ＢおよびチョークコイルＬｃｈ３の一端同士に接続され、アノードが、接続点Ｐ４４に接続されている。整流ダイオード４３は、カソードが、２次側巻線３２２ＡおよびチョークコイルＬｃｈ５の一端同士に接続され、アノードが、接続点Ｐ４４に接続されている。整流ダイオード４４は、カソードが、２次側巻線３２２ＢおよびチョークコイルＬｃｈ６の一端同士に接続され、アノードが、接続点Ｐ４４に接続されている。すなわち、これら整流ダイオード４１〜４４のアノード同士は互いに接続点Ｐ４４において接続され、接地ラインＬＧに導かれている。言い換えると、整流ダイオード４１〜４４により構成される整流回路は、アノードコモン接続の構成となっている。
【００８７】
一方、６つのチョークコイルＬｃｈ１〜Ｌｃｈ６は、それぞれの他端同士が接続点Ｐ４３において互いに接続されている。具体的には、チョークコイルＬｃｈ１の一端は、２次側巻線３２１Ａ，３２１Ｂの他端同士に接続されている。チョークコイルＬｃｈ２の一端は、整流ダイオード４１のカソードおよび２次側巻線３２１Ａの一端に接続されている。チョークコイルＬｃｈ３の一端は、整流ダイオード４２のカソードおよび２次側巻線３２１Ｂの一端に接続されている。そして、これらチョークコイルＬｃｈ１〜Ｌｃｈ３の他端同士は、出力ラインＬＯ上の接続点Ｐ４３において互いに接続されている。また、チョークコイルＬｃｈ４の一端は、２次側巻線３２２Ａ，３２２Ｂの他端同士に接続されている。チョークコイルＬｃｈ５の一端は、整流ダイオード４３のカソードおよび２次側巻線３２２Ａの一端に接続されている。チョークコイルＬｃｈ６の一端は、整流ダイオード４４のカソードおよび２次側巻線３２２Ｂの一端に接続されている。そして、これらチョークコイルＬｃｈ４〜Ｌｃｈ６の他端同士は、接続点Ｐ４３において互いに接続されている。なお、出力平滑コンデンサＣoutは、整流平滑回路４と同様に、出力ラインＬＯ（接続点Ｐ４３）と接地ラインＬＧ（接続点Ｐ４４）との間に配置されている。
【００８８】
このように、本変形例の整流平滑回路４Ａでは、整流平滑回路４（図１）における２つの整流ダイオード４１，４２および３つのチョークコイルＬｃｈ０〜Ｌｃｈ２にそれぞれ対応する、２つの整流ダイオード４１，４２および３つのチョークコイルＬｃｈ１〜Ｌｃｈ３と、２つの整流ダイオード４３，４４および３つのチョークコイルＬｃｈ４〜Ｌｃｈ６とが、互いに並列接続された構成となっている。言い換えると、整流平滑回路４Ａは、整流ダイオード４１，４２、チョークコイルＬｃｈ１〜Ｌｃｈ３および容量素子Ｃoutからなる第１の整流平滑回路４Ａ−１と、整流ダイオード４３，４４、チョークコイルＬｃｈ４〜Ｌｃｈ６および容量素子Ｃoutからなる第２の整流平滑回路４Ａ−２とを含み、これらが並列に接続されている。なお、容量素子Ｃoutは、第１の整流平滑回路４Ａ−１および第２の整流平滑回路４Ａ−２の双方によって兼用されている。１次側巻線３１Ａ〜３１Ｄは第１の導電部材としてのプリントコイル３１０により構成され、２次側巻線３２１Ａ，３２１Ｂは第２の導電部材としての板金３２０−１により構成され、２次側巻線３２２Ａ，３２２Ｂは第３の導電部材としての板金３２０−２により構成されている。
【００８９】
本変形例は、本発明の第２のスイッチング電源装置の一具体例に対応するものであり、２次側巻線３２１Ａ，３２１Ｂがそれぞれ第１および第２の２次側巻線の一具体例に対応し、２次側巻線３２２Ａ，３２２Ｂがそれぞれ第３および第４の２次側巻線の一具体例に対応する。また、整流ダイオード４１〜４４がそれぞれ「第１ないし第４の整流素子」の一具体例に対応し、チョークコイルＬｃｈ１〜Ｌｃｈ６がそれぞれ本発明における「第１ないし第６のチョークコイル」の一具体例に対応する。
【００９０】
このような構成により本変形例においても、上記実施の形態および変形例１と同様の作用により、同様の効果を得ることができる。
【００９１】
［変形例３］
上記の変形例２（図１７，図１８）では、トランスの２次側と出力端子との間に、互いに並列接続された２つの整流平滑回路（第１の整流平滑回路４Ａ−１および第２の整流平滑回路４Ａ−２）を設け、そのそれぞれを、１つの導電部材を利用して構成するようにしたが、例えば図２０および図２１に示したように、いずれか一方の整流平滑回路のみを設けると共に、この整流平滑回路を１つの導電部材を利用して構成するようにしてもよい。なお、この場合、回路構成上、図２０の回路は図１に示した回路と等価である。
【００９２】
図２０および図２１に示した例では、第１の整流平滑回路４Ａ−１のみを設け、これを、第２の導電部材としての板金３２０−１を利用して構成している。但し、これとは逆に、第２の整流平滑回路４Ａ−２のみを設け、これを、板金３２０−２を利用して構成してもよい。
【００９３】
上記の第１の実施の形態（図１）では、２つの板金３２０−１，３２０−２を利用して１つの整流平滑回路４を構成しているのに対して、本変形例では、１つの板金のみを利用して１つの整流平滑回路４Ａ−１を構成している。このため、部品数を減らすことができる。
【００９４】
なお、本変形例３は本発明の第１のスイッチング電源装置における第１の態様に対応するものであり、第１の整流平滑回路４Ａ−１が「整流平滑回路」の一具体例に対応する。また、２次側巻線３２１Ａ，３２１Ｂがそれぞれ「第１の２次側巻線」および「第２の２次側巻線」の一具体例に対応し、整流ダイオード４１，４２がそれぞれ「第１および第２の整流素子」の一具体例に対応し、チョークコイルＬｃｈ１〜Ｌｃｈ３がそれぞれ本発明における「第１ないし第３のチョークコイル」の一具体例に対応する。そして、２次側巻線３２１Ａ，３２１Ｂを構成する板金３２０−１が「第２の導電部材」の一具体例に対応する。
【００９５】
（その他の変形例）
以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００９６】
例えば、上記実施の形態等では、１次側巻線や２次側巻線の形状を具体的に挙げて説明したが、これらの形状はこの場合（板状）には限られず、他の形状でもよい。また、１次側巻線および２次側巻線が、ともにプリントコイルや板金により構成されているようにしてもよい。
【００９７】
また、上記実施の形態等では、整流平滑回路４，４Ａにおいて、複数の整流ダイオードにより構成される整流回路がアノードコモン接続となっている場合について説明したが、整流平滑回路の構成はこれには限られない。具体的には、例えば図１９に示した整流平滑回路４Ｂのように、２つの整流ダイオード４１，４２により構成される整流回路がカソードコモン接続となっているようにしてもよい。具体的には、この整流平滑回路４Ｂでは、整流ダイオード４１は、アノードが、接続点Ｐ４１において２次側巻線３２１およびチョークコイルＬｃｈ１の一端同士に接続され、カソードが、接続ラインＬ４１を介して出力ラインＬＯ上の接続点Ｐ４４（出力端子Ｔ４）に接続されている。整流ダイオード４２は、アノードが、接続点Ｐ４２において２次側巻線３２２およびチョークコイルＬｃｈ２の一端同士に接続され、カソードが、接続ラインＬ４２を介して接続点Ｐ４４（出力端子Ｔ４）に接続されている。すなわち、これら整流ダイオード４１，４２のアノード同士は互いに接続点Ｐ４４において接続され、出力ラインＬＯに導かれている。
【００９８】
さらに、上記実施の形態等において説明した変形例等を組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１０…高圧バッテリ、２…インバータ回路、３，３Ａ…トランス、３０，３０Ａ…磁芯、３１，３１Ａ〜３１Ｄ…第１の巻線（１次側巻線）、３１０…プリントコイル、３１０Ａ〜３１０Ｄ…貫通孔（開口部）、３２１，３２１Ａ，３２１Ｂ，３２２，３２２Ａ，３２２Ｂ…第２の巻線（２次側巻線）、３２０−１，３２０−２…板金、３２０−１Ａ〜３２０−１Ｄ，３２０−２Ａ〜３２０−２Ｄ…貫通孔（開口部）、４，４Ａ，４Ｂ…整流平滑回路、４Ａ−１…第１の整流平滑回路、４Ａ−２…第２の整流平滑回路、４１〜４４…整流ダイオード、６…駆動回路、７…負荷、Ｃin…入力平滑コンデンサ、Ｃout…出力平滑コンデンサ、Ｓ１〜Ｓ４…スイッチング素子、Ｄ１〜Ｄ６…ダイオード、Ｃ１〜Ｃ６…コンデンサ、Ｌｒ…共振用インダクタ、Ｌｃｈ０〜Ｌｃｈ６…チョークコイル、ＵＣ…上部コア、ＤＣ…下部コア、ＵＣｂ，ＤＣｂ…ベースコア（基体部）、ＵＣ１，ＤＣ１…第１脚部、ＵＣ２，ＤＣ２…第２脚部、ＵＣ３，ＤＣ３…第３脚部、ＵＣ４，ＤＣ４…第４脚部、Ｔ１，Ｔ２…入力端子、Ｔ３，Ｔ４…出力端子、Ｌ１Ｈ…１次側高圧ライン、Ｌ１Ｌ…１次側低圧ライン、ＬＯ…出力ライン、ＬＧ…接地ライン、Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ４１，Ｌ４２…接続ライン、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４１〜Ｐ４４…接続点、ＣＴ…センタタップ、Ｖin…直流入力電圧、Ｖout…直流出力電圧、Ｖ３１，Ｖ３２１，Ｖ３２２…電圧、Ｉ３１，Ｉ４１，Ｉ４２，Ｉｃｈ，Ｉｃｈ０〜Ｉｃｈ２，Ｉout，Ｉａ〜Iｉ，Ｉｘａ〜Ｉｘｃ…電流（電流経路）、ＳＧ１〜ＳＧ４…スイッチング信号、ｔ０〜ｔ７…タイミング、Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂ，Ｂ２３ａ，Ｂ２３ｂ，Ｂ３４ａ，Ｂ３４ｂ，Ｂ４１ａ，Ｂ４１ｂ…還流磁路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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